关键词： X射线荧光光谱仪   硅酸盐   二氧化硅   不确定度  

摘要： 目前,波长色散X射线荧光光谱仪在定量分析岩矿样品中的主次量成份方面应用非常广范,但其分析的精确度和重现性易受仪器型号及样品前处理方式、方法、环境因素等影响,因此,评定分析结果的不确定度对分析结果的合格判定有着非常重要的意义。本文依据我国国标,结合X射线荧光光谱设备明确硅酸盐内的二氧化硅的浓度,就分析结果不确定度形成诱因予以探讨。搭建检测期间分量的数学系统,明确测得结果的置信范围,就硅酸盐内的二氧化硅浓度检测结果不确定度予以评估,对其它实验室评定分析结果的不确定度具有指导意义。

关键词： 航空轮胎   帘线增强橡胶   数学建模   有限元模型  

摘要： 航空轮胎是决定飞机起降安全的关键部件,被誉为轮胎工业“皇冠上的明珠”.航空轮胎设计是我国的“卡脖子”技术难题,亟待突破航空轮胎结构数学建模与CAE工业软件开发.航空轮胎结构主要由帘线增强橡胶复合材料构成,需要满足复杂的服役工况.因此,本文开展了航空轮胎帘线增强橡胶复合材料数学建模方法的研究,针对复合材料变形特点,提出了帘线增强橡胶复合材料建模方法,建立了帘线与橡胶结构的内埋约束关系.推导了橡胶结构与帘线结构的有限元方程,开发了航空轮胎结构设计工业软件SuperTire,实现了航空轮胎充气分析,并通过航空轮胎数值算例验证了建模精度与求解效率.

关键词： 复合材料   改性竹纤维   聚乳酸   界面相容性   草莓包装  

摘要： 随着绿色环保意识的增强,可降解植物纤维/高分子复合材料的食品包装受到广泛关注。然而亲水性竹纤维(bamboo fiber,BF)与疏水性聚乳酸(polylactic acid,PLA)之间的界面不相容性削弱了BF在复合材料中的力学增强效果,因此复合材料的界面调控尤为重要。该文探究了氧化石墨烯(graphene oxide,GO)改性BF对PLA基复合材料性能的影响,并将该PLA基复合材料作为草莓托盘包装,研究其对草莓贮藏品质的影响。结果表明,纤维的加入可提高复合材料的模量,其中GOBF/PLA的改善效果最显著(较纯PLA,GOBF/PLA的弯曲和拉伸模量分别提高了16.39%和35.90%)。GOBF/PLA具有更高的玻璃化转变温度,呈现出较好的界面结合性能。与BF相比,GOBF的异相成核能力更强,促使GOBF/PLA具有更低的冷结晶温度和更高的结晶度。扫描电镜结果显示,BF/PLA弯曲断面有大量孔洞和微裂缝,GOBF/PLA的则仅有少量微裂缝。亲水性纤维的加入降低了复合材料的强度和憎水性,但与BF相比,GOBF对材料强度和憎水性的影响较小。草莓贮藏结果显示,GOBF/PLA可显著降低草莓果实的腐烂率,且延缓贮藏后期草莓果实可滴定酸含量的下降,对草莓果实具有更好的保鲜效果。综上,该研究可为一次性使用、绿色环保果蔬托盘的开发和应用提供参考。

关键词： 蛭石   尿素   电解   复合材料   有机电化学  

摘要： 以Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O和尿素为原料,通过水热法与蛭石(VMT)复合,制备了NiCo-LDHs/VMT复合材料。采用XRD、Raman、TEM、SEM、XPS对其结构组成和微观形貌进行了表征,并将其用于尿素电解制氢,考察了制备条件对其电催化尿素氧化反应(UOR)性能的影响,采用三电极体系对NiCo-LDHs/VMT工作电极电解尿素性能进行了测试。结果表明,NiCo-LDHs/VMT复合材料上既有VMT的微米片状结构,还具有NiCo-LDHs的六边形结构;在n(Ni)∶n(Co)=2∶1、反应温度100℃、反应时间8 h的条件下制备的Ni_(2)Co_(1)-LDHs/VMT具有良好的催化活性,当电流密度为10 mA/cm^(2)时,其UOR过电位为0.98 V;在电流密度为10 mA/cm^(2)、电位为1.35 V的条件下,Ni_(2)Co_(1)-LDHs/VMT可电解尿素产生N_(2),在–0.23 V电位下电解尿素产生H_(2);Ni_(2)Co_(1)-LDHs/VMT具有稳定的电解尿素性能,可稳定工作10 h电位基本保持不变。

关键词： 金属-有机框架   构效关系   复合材料   异质结   光催化  

摘要： 人类的可持续发展正面临着环境污染和能源危机两大挑战,因此,高效利用和转化绿色能源(太阳能)引起了广泛关注。金属-有机框架(MOF)材料凭借其高比表面积、可调孔径和丰富活性位点等特点而逐渐成为光催化领域中一种热门材料。近年来,MOF-on-MOF复合材料成为纳米材料领域的研究热点,其重点是由两种或多种不同结构和形态的同质或异质MOF组装。与单一MOF相比,MOF-on-MOF复合材料表现出更加良好的可调性、更加丰富的活性位点和协同作用,在光催化领域中展现出了巨大的应用潜力。因此,本文主要从光催化CO_(2)还原、光催化水分解、光催化降解污染物和光催化有机转化这四个方面简述了MOF-on-MOF复合材料光催化性能的研究进展,介绍了MOF-on-MOF复合材料的合成策略,包括外延生长、表面活性剂辅助生长、配体/金属离子交换和成核动力学引导生长等,回顾了各种策略展现出的特点;分析了MOF-on-MOF复合材料在光催化方面的优势,阐述了影响其光催化性能的关键因素。指出需进一步提升高复杂性MOF-on-MOF的精确控制和操纵,探究了明确的MOF-on-MOF光催化反应途径和机理,拓展了MOF-on-MOF光催化应用领域,为MOF-on-MOF的工业应用奠定基础。

关键词： 丛枝菌根真菌   重金属   纳米二氧化钛   萱草   光合特性   叶绿素   抗氧化酶  

摘要： 研究微生物和纳米材料共同对重金属污染土壤的修复效应对重金属污染防治具有重要意义,以萱草-1(Hemerocallis fulva)‘Golden Doll’为试材,采用室内盆栽试验,探究50 mg·kg镉(Cd)污染下接种丛枝菌根真菌(AMF)与根施T_(1)(100 mg·L^(-1))、T_(2)(200 mg·L^(-1))、T3(400 mg·L^(-1))浓度纳米二氧化钛(TiO_(2) NPs)及其复合处理对萱草生长、叶绿素和叶绿素荧光参数、气体交换参数、Cd吸收及抗氧化系统的影响,以探明两者在Cd污染下提高萱草光合生理以及促进Cd吸收的作用。结果发现:Cd污染土壤种植萱草的株高、叶片数、地上部和根系生物量均显著下降,根施不同浓度TiO_(2) NPs和TiO_(2) NPs+AMF处理均可以缓解萱草生长受到的抑制。与Cd处理相比,Cd+T_(2)+AMF处理的萱草叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、叶绿素a/b以及类胡萝卜含量分别增加了53.8%、29.7%、48.6%、18.4%和25.8%,叶绿素荧光参数中PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、PSⅡ潜在活性(F_(v)/F_(o))和光化学猝灭系数(qP)分别增加14.6%、60.7%和67.6%,而非光化学猝灭系数(NPQ)呈下降趋势。Cd污染抑制了萱草净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))和气孔导度(G_(s))的增长,Cd+T_(2)+AMF处理能显著提高P_(n)。同时,根施不同浓度TiO_(2) NPs和TiO_(2) NPs+AMF处理能够降低萱草地上部和根系Cd含量,提高萱草Cd转运系数并降低富集系数,激活植物叶片过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,并增加非酶抗氧化剂抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)以及总黄酮(TF)含量来缓解萱草受到的氧化胁迫。总体上,Cd+T_(2)+AMF处理增强萱草抗Cd污染胁迫的效果最好。

关键词： 离散余弦变换   复合材料构件   制造偏差   模态识别  

摘要： 为能够更精确、高效地表达碳纤维增强复合材料构件制造偏差,提出了一种基于离散余弦变换的制造偏差建模方法。首先,对构件理论表面进行离散化得到网格模型,计算网格模型节点与对应区域实测点云数据的法向距离以表征制造偏差,进而得到复合材料构件制造偏差场,实现了理论模型与实测数据的融合。其次,采用二维离散余弦正变换,将制造偏差场分解为一系列偏差模态的线性组合,并结合离散余弦变换的能量集中特性与核函数的正交性,对复合材料构件制造偏差场组成模态进行识别与筛选,确定了构成制造偏差场的关键模态。然后,对确定的制造偏差场关键模态进行离散余弦逆变换,并重构制造偏差场,实现了构件制造偏差场的数据精简,该方法在保证重构模型精度的同时减少了计算复杂度与数据存储量。最后,通过复合材料蒙皮构件开展实例验证。结果表明:点云数据网格尺寸与重构精度、偏差模态总数成反比,当数据删减率为60.54%时,其相对重构误差为7.62%。研究结果证明了基于离散余弦变换的偏差建模方法可精确、高效地表征复合材料构件的制造偏差特征。

关键词： 混凝土   纳米二氧化硅   抗压强度   孔隙率   微观结构  

摘要： 为了解决寒冷地区低温导致混凝土性能劣化的问题。基于纳米材料改善混凝土性能的理论,从宏观和微观两个尺度研究了纳米二氧化硅对混凝土性能的影响。抗压强度试验结果发现,低温养护下普通混凝土的抗压强度衰减10%左右;掺入纳米二氧化硅后混凝土的抗压强度提升20%左右,最佳掺量是2%。通过压汞、X射线衍射和扫描电镜等微观试验数据探讨了纳米二氧化硅对混凝土性能的改良机理。结果表明,常温和低温养护下纳米二氧化硅都能促进水泥水化,消耗水化生成的氢氧化钙,产生更多的水化硅酸钙和水化硅铝酸钙凝胶,从而降低混凝土的孔隙率,优化混凝土的微观结构,提升混凝土的性能。相比常温环境,低温下纳米二氧化硅对混凝土性能的提升效果略有下降,但其完全可以弥补低温对混凝土性能造成的不利影响。

关键词： 热传导   复合材料   焓   相变储热   瞬态响应  

摘要： 为改善硬脂酸(SA)相变储热性能,分别将氮化硼(BN)、丝瓜络碳(CLSF)以及BN-CLSF混合物作为添加剂加入SA制备复合材料,并研究不同添加剂对硬脂酸相变储热性能的影响。结果表明,当加入BN-CLSF的质量分数为2.5%时,复合材料的热导率最大可提高16.4%,对应的熔化潜热为153.04 J·g^(-1)。相比于纯SA相变材料,复合材料的熔化时间最大缩短了72.3%,凝固时间最大缩短了33.3%。当光照时长为550 s时,复合材料SA/CLSF的表面温度较纯SA提高了11.14℃,表明添加CLSF有效提高了复合材料的光热转换能力。所制备基于丝瓜络碳材料的硬脂酸相变材料具有良好的热物理性能与光热转换能力,在太阳能光热利用、建筑节能、工业余热利用等领域具有广阔应用前景。

关键词： 纳米非晶材料   闪烧   低温烧结   氧化铝-氧化锆   相变  

摘要： 纳米非晶复合材料是以纳米非晶材料为基体并析出一定纳米晶相的新型材料,具有很多特殊性能,但其制备需要庞大且昂贵的烧结设备,相比之下闪烧设备简单经济,可在较低温度实现快速致密化,为纳米非晶复合材料的制备提供新的途径。采用溶胶凝胶法制备了Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)(AL)、Al_(2)O_(3)La_(2)O_(3)-ZrO_(2)(ALZ)、Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)(AZ)3种纳米非晶粉体,通过闪烧技术制备了纳米非晶复合材料。3种体系在1000 V/cm下发生闪烧后,AZ纳米非晶复合材料具有最大结晶度(69.82%)和最高相对密度(89%)的均匀显微组织。将电场强度提升至1600 V/cm,AZ的结晶度和相对密度进一步提高至74.11%和96%。研究表明,闪烧可以加速非晶样品粉体向晶态的转变,同时相变过程促进了原子扩散和颗粒重排,对闪烧过程中的致密化起到了改善作用。AZ闪烧样品的HRTEM证实了纳米非晶结构的存在,t-ZrO_(2)、α-Al_(2)O_(3)和m-ZrO_(2)纳米晶相在非晶基质中均匀析出,纳米晶和非晶区域的平均粒径分别为8.74 nm和3.15 nm,表明相变辅助闪烧致密化可实现纳米非晶复合陶瓷材料的低温快速制备。